第1章 高峰值功率固体激光器的新进展 1
1.1 热光效应 1
1.2 热透镜焦距测量 3
1.3 横模 5
1.4 同时调Q和锁模高功率激光器新进展 8
1.5 影响激光光束质量的涂层技术 11
1.6 准相位匹配技术与准相位匹配非线性晶体 12
1.7 光参量振荡（OPO）理论 13
1.8 实用OPO的性能及其新进展 17
1.9 附录 19
参考文献 24
第2章 金属纳米颗粒复合材料的激光退火 29
2.1 引言 29
2.2 在电介质基体中利用低能离子注入法合成金属纳米颗粒 39
2.3 高功率准分子激光脉冲与含离子合成银纳米颗粒的SLSG的相互作用 42
2.4 含银纳米颗粒的钠钙玻璃的多脉冲激光退火 50
2.5 含银纳米颗粒的钠钙玻璃的激光和热联合退火 53
2.6 含离子合成铜纳米颗粒的蓝宝石的激光退火 57
2.7 含离子合成铜纳米颗粒的二氧化硅的激光退火 65
参考文献 71
第3章 单晶光弹调制器 77
3.1 单晶光弹调制器（SCPEM）基础 77
3.1.1 传统光弹调制器 77
3.1.2 SCPEM的定义及简介 78
3.1.3 用于制作SCPEM的两种候选材料：LiTaO3和LiNbO3 79
3.2 SCPEM的理论 80
3.2.1 简化至一维：由y方向激发的x方向振荡 80
3.2.2 x方向振荡对双折射的影响 81
3.2.3 纵向激发的振荡 83
3.2.4 横向激发的振荡 86
3.2.5 讨论与评价 89
3.2.6 与泡克尔斯盒的对比 91
3.2.7 电学模型 92
3.2.8 力学模型 93
3.2.9 一维视图下SCPEM的接收角 94
3.2.10 折射率椭球主轴的旋转 96
3.2.11 二维视图下SCPEM的接收角 96
3.2.12 SCPEM的有效孔径 98
3.2.13 空间变换人工双折射简介 99
3.3 SCPEM的实验分析 101
3.4 SCPEM的应用 104
3.4.1 脉冲激光二极管的时分复用 104
3.4.2 调Q 107
3.4.3 脉冲选择 111
3.4.4 用于连续波运转的光开关 112
3.4.5 椭圆偏光法 112
3.5 附录 113
3.5.1 弹性力学和压电学 113
3.5.2 声波 116
3.5.3 电光学和弹性光学 118
3.5.4 透过率对δ和ψ的依赖 120
3.5.5 BK7、LiNbO3和LiTaO3的材料系数 122
参考文献 129
第4章 用于红外激光的衍射微光学 131
4.1 用于CO2激光器的金刚石衍射光学元件 133
4.1.1 面临的问题 133
4.1.2 金刚石薄膜表面的激光微加工 134
4.1.3 通过激光微观构造实现的金刚石DOE研究 138
4.1.4 干法刻蚀技术能力研究 140
4.1.5 金刚石薄膜的离子-化学法刻蚀 140
4.1.6 结果分析 142
4.2 蓝宝石基底上DOE微起伏形成方法的开发与研究 144
4.3 卤化银波导端面上衍射型微起伏的实现与研究 149
4.4 衍射微起伏的最优化 154
4.4.1 DOE最优化的不同方法 154
4.4.2 使用遗传算法实现对径向对称DOE相位的最优化 155
4.4.3 实验结果（四级DOE） 159
4.5 结论 161
参考文献 162
第5章 飞秒激光金属加工过程中的微纳尺度热传导 166
5.1 引言 166
5.2 非平衡模型 168
5.2.1 经典热传导模型及推广 168
5.2.2 两步加热模型 172
5.3 半经典两步加热模型 175
5.3.1 模型表述 176
5.3.2 电子动压 178
5.3.3 双温模型中的激光热源 179
5.3.4 数值计算结果 180
5.4 超快熔融与重凝 183
5.4.1 界面跟踪方法 184
5.4.2 纳秒至飞秒激光辐照下的金膜熔融与重凝 189
5.4.3 微粒 191
5.5 超热电子崩 198
5.5.1 超热电子崩力的成因 198
5.5.2 超快变形——电子崩 199
5.5.3 一维的例子 201
5.6 结论 204
参考文献 209
第6章 环境介质中金属的高功率飞秒激光加工 214
6.1 引言 214
6.2 激光与材料相互作用 216
6.2.1 金属 217
6.2.2 半金属和半导体 217
6.2.3 电介质 218
6.3 光束的传播 219
6.3.1 建模与方法 219
6.3.2 计算得到的强度分布 223
6.4 金属类材料的表面轮廓 225
6.4.1 建模与方法 225
6.4.2 表面轮廓 228
6.5 结果与讨论 229
6.6 结论 235
参考文献 236
第7章 飞秒激光介导的块状眼组织多光子激发成像 239
7.1 引言 239
7.2 多光子成像系统包括两个主件：多光子显微镜和Chameleon飞秒激光器 242
7.3 研究对象及分析 245
7.3.1 角膜和巩膜分析 245
7.3.2 视网膜分析 246
7.4 角膜的多光子成像 247
7.4.1 基于多光子激发显微术／层析摄影术以亚细胞分辨率对角膜结构进行的光学概述 247
7.4.2 借助2PF和SHG信号成像串联组合的鲍曼层光学测定 259
7.4.3 角膜神经纤维的光学观测 260
7.5 巩膜的多光子成像：完整巩膜组织的原位非线性光学切片检查 262
7.5.1 在730nm激发波长下基于2PF的纤维细胞选择性显示 262
7.5.2 在840nm激发波长下基于SHG的胶原蛋白选择性显示 262
7.5.3 巩膜和角膜组织中胶原蛋白结构的非线性光学比较 265
7.5.4 基于多光子激发成像的组织内毛细血管原位研究 265
7.5.5 基于多光子激发成像对巩膜内弹性纤维与胶原蛋白的原位光学鉴别 266
7.6 视网膜的多光子成像：亚细胞分辨率和高信背比的视网膜细胞分析 269
7.7 多光子激发成像在支持和评估基质内手术方面的效用：监测组织内飞秒激光手术效果的多光子显微技术 272
7.8 手术治疗后基质中活化细胞的多光子显微成像：多光子激发成像用于检测角膜激光手术后伤口愈合期的基质细胞活性 276
7.9 结论 277
参考文献 280
第8章 飞秒激光诱导的稀土离子光学特性 291
8.1 引言 291
8.2 飞秒激光诱导的稀土离子的UCL特性 294
8.2.1 飞秒激光辐照下Eu3＋和Eu2＋的UCL特性 294
8.2.2 飞秒激光辐照条件下Tb3＋离子的上转换发光 302
8.2.3 飞秒激光辐照条件下Ce3＋离子的上转换发光特性 306
8.2.4 飞秒激光辐照条件下其他稀土和过渡金属离子的UCL特性 308
8.3 飞秒激光诱导的稀土离子光学特性变化 319
参考文献 323
第9章 用于产生飞秒激光的掺镱材料 333
9.1 引言 333
9.2 镱离子为什么如此引人注目 334
9.2.1 概述 334
9.2.2 宽带发射谱线的起源 337
9.3 飞秒脉冲产生材料的应有特性 339
9.3.1 多配位点材料 339
9.3.2 无序材料 340
9.4 热机械特性 341
9.4.1 泵浦条件下的热性能 341
9.4.2 热阻准则 342
9.5 对相关材料的研究 343
9.5.1 研究进展 343
9.5.2 可产生短脉冲但热学性能差的材料——Yb:BOYS/Yb:SYS 344
9.5.3 可产生长脉冲且热机械性能好的材料——Yb:YSO/Yb:LSO 346
9.5.4 可产生短脉冲宽度且热机械性能好的材料——Yb:CALGO 349
9.6 结论 351
参考文献 352
第10章 高激发态中卟啉的超快动力学 356
10.1 引言 356
10.2 卟啉S2态超快动力学过程的飞秒时间分辨测量 359
10.2.1 瞬态吸收测量 360
10.2.2 荧光上转换技术 360
10.3 卟啉在S2态中的光物理特性 361
10.3.1 卟啉在S2态中的稳态光谱学特性 362
10.3.2 S2态在卟啉中的超快去激活 363
10.4 卟啉聚合物在S2态中的能量迁移 371
10.4.1 环状卟啉阵列 371
10.5 S2态中卟啉对的电子转移 374
10.5.1 直接连接的卟啉-酰亚胺对 374
10.5.2 S2态中卟啉轴向配位体的电子转移 377
10.6 结束语 387
参考文献 387
第11章 复杂分子系统的飞秒激发态超快动力学——半经典动力学仿真 392
11.1 引言 392
11.2 激发态动力学的半经典仿真 393
11.3 结果和讨论 395
11.3.1 四苯乙烯（TPE）的激发态动力学仿真 395
11.3.2 9,9'-联蒽（BA）的激发态扭转动力学仿真 403
11.4 总结和结论 409
参考文献 410
第12章 高强度激光与物质相互作用——离子和中性粒子发射的测量及其应用 417
12.1 飞秒技术 418
12.2 激光与组织相互作用综述 420
12.3 生物分子的质谱分析 422
12.3.1 LSNMS方法 422
12.3.2 实验装置 424
12.3.3 对飞行时间质谱的分析和讨论 425
12.4 飞秒科学在医学中的应用 433
12.5 结论 435
参考文献 436
第13章 改进的热模型及其在高功率激光烧蚀靶中的应用 438
13.1 引言 438
13.2 改进的热模型及其在紫外高功率激光烧蚀金属靶中的应用 439
13.2.1 吸收系数和吸收率对温度的依赖关系 440
13.2.2 吸收与电离机制 442
13.2.3 针对两个不同阶段加以改进的热模型 443
13.2.4 结果与讨论 445
13.3 高功率脉冲激光沉积法制备超导薄膜过程中的激光与靶相互作用 448
13.3.1 蒸气的形成以及汽化的机理 449
13.3.2 吸收与电离机制 450
13.3.3 烧蚀模型 451
13.4 结果与讨论 453
13.4.1 在靶表面处的汽化 453
13.4.2 次表面超热现象 454
13.4.3 等离子体的形成与等离子体屏蔽现象 455
13.4.4 等离子体屏蔽效应的激光透射强度表征 456
13.4.5 单脉冲质量烧蚀率与激光能量密度的函数关系 457
13.4.6 结论 458
参考文献 459
第14章 半导体薄膜中激子的动力学特性 461
14.1 引言 461
14.2 实验研究 462
14.2.1 样品结构 462
14.2.2 激子动力学特性的测量 464
14.3 超短脉冲激发所引起的长寿命成分的出现 465
14.4 若干激子态激发引起的超快非线性响应 468
14.5 总结 472
参考文献 474
第15章 用于光泵浦Yb-Er玻璃固体激光器的高功率长脉宽QCW激光二极管巴条 476
参考文献 482